Характеристики протекторов приведены в приложении 6.
При солености воды ниже 10 ‰ должны применяться протекторы из магниевых сплавов.
3.1.4. Протекторы должны укладываться на дно водоема на грунт или в специальные кассеты (приложение 7) вдоль сооружения на расстоянии 10 - 30 м от защищаемой конструкции, подвешиваться (при защите сквозных конструкций) равномерно по всей площади сооружения на глубине, равной половине глубины моря в данном месте или подвешиваться (при защите шпунтовых стенок) на лицевой грани сооружения. В последнем случае, так же как и при катодной защите, между протектором и стенкой должен быть установлен электроизоляционный экран (см. п. 2.1.6).
3.1.5. В случае, когда одна протекторная установка защищает группу элементов, последние должны быть соединены между собой шиной из полосовой стали или прутка, укрепляемой на сварке. Сечение шины - не менее 3 см2.
3.1.6. В качестве токопровода, обеспечивающего электрический контакт протектора с сооружением, следует применять кабели КНРП, каротажные кабели типа КГ1-24-90, КГ1-44-90К, КГ3-59-90 и стальные оцинкованные канаты. Характеристики токопроводов приведены в приложении 4.
Для подвесных протекторов тип кабеля выбирают исходя из его механической прочности и массы протектора. Линейное электрическое сопротивление токопровода должно быть не более 0,007 Ом/м.
3.2. Расчет протекторной защиты
3.2.1. Расчет протекторной защиты должен сводиться к определению числа одиночных протекторов или протекторов пакетов.
3.2.2. Для расчета протекторной защиты необходимы следующие исходные данные:
L - длина сооружения со стороны установки протекторов в случае, когда они укладываются на дно на удалении от сооружения, м;
S - площадь защищаемой поверхности, м2;
?? - удельная электропроводимость воды (приложение 5), Ом/м;
lп - длина протектора, м;
D - условный диаметр протектора, м;
?? - линейное сопротивление токопровода, Ом/м;
lт - длина токопровода, м;
Мп - масса протектора, кг;
Vn - потенциал протекторного сплава по НВЭ, В (приложение 6);
?? - токоотдача сплава (приложение 6), А·ч/кг;
Rn - сопротивление растеканию протектора.
3.2.3. Расчет системы защиты сводится к определению следующих величин:
Сопротивление растеканию тока стержневого протектора. Эта величина определяется так же, как и для анодов (см. п. 2.2.6).
Сопротивление соединительного токопровода
.(19)
Ток одиночного протектора
(20)
при подвеске
Vст принимается по отношению к НВЭ.
Суммарный защитный ток сооружения
(21)
jзащ принимается равной 0,048 А/м2 (см. п. 2.2.6).
Vст - стационарный потенциал по НВЭ для морской воды ?? - 0,35 В.
Необходимое количество протекторов
.(22)
Зона действия протектора в случае, когда он устанавливается на дне в удалении от сооружения
,(23)
где hn - расстояние от протектора до защищаемой поверхности, м.
Число пакетов протекторов
.(24)
Число протекторов в пакете
.(25)
Ресурс годности протектора (в годах)
.(26)
4. ПРОЕКТИРОВАНИЕ, МОНТАЖ И ЭКСПЛУАТАЦИЯ СИСТЕМ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОЙ ЗАЩИТЫ
4.1. Проектирование электрохимической защиты металлоконструкций морских гидротехнических сооружений включает в себя: технико-экономическое обоснование необходимости защиты, получение исходных данных, выбор способа защиты, электротехнический расчет системы, разработка рабочего проекта защиты, разработка технического задания на проектирование строительных элементов, необходимых для осуществления защиты.
4.2. В состав проектной документации должны входить:
пояснительная записка;
план защищаемого сооружения с указанием элементов, требующих защиты;
исходные данные, принятые при проектировании;
электротехнический расчет;
принципиальные схемы;
установочные чертежи оборудования защиты;
спецификация на основное оборудование и материалы;
технология монтажа защиты;
смета на устройство защиты;
акты согласования с организациями энергонадзора (в случае применения катодной защиты).
4.3. В техническом задании на проектирование строительных элементов и конструкций следует указать требования к установке станций катодной защиты (в случае применения этого метода), места расположения и размеры каналов для прокладки кабельных линий, размеры, материал и места установки прочих строительных элементов, необходимых для осуществления защиты (трубы, кассеты, шины и т.п.).
4.4. Монтаж катодных установок
4.4.1. При производстве работ по монтажу систем катодной защиты необходимо соблюдать требования СНиП III-33-76 «Правила производства и приемки работ. Электротехнические устройства».
4.4.2. В объем монтажных работ входят:
установка катодной станции;
подводка питания к катодной станции;
прокладка наземных кабельных линий;
сборка анодных пакетов;
установка анодов или анодных пакетов на дно;
подключение подводящих кабелей к магистральным линиям;
подключение к сооружению катодной станции, включение катодной защиты и наладка ее.
4.4.3. Станции катодной защиты можно устанавливать на отдельных фундаментах, на стальных или железобетонных опорах, крепить на наружных кирпичных или бетонных стенах зданий.
Место установки катодной станции следует выбирать с учетом свободного доступа к ней обслуживающего персонала.
4.4.4. Корпус катодной станции должен быть заземлен.
4.4.5. Береговые линии - анодная магистральная линия и катодная линия, посредством которой катодная станция подключается к элементам сооружения, должны выполняться кабелем типа КНРП. Кабель должен быть защищен от ударов и других механических воздействий, могущих привести к его повреждению.
4.4.6. Анодную и катодную линии рекомендуется выполнять из цельного кабеля с оголением жилы в месте присоединения ее к элементу конструкции, общей шине или подводящему кабелю. Соединение должно осуществляться с помощью болтового оцинкованного зажима. Место присоединения кабеля к конструкции или шине должно быть зачищено до металлического блеска. Соединение кабеля катодной линии с конструкцией или шиной после окончания монтажа должно быть защищено от воздействия влаги путем окраски горячим битумом за 3 раза, а соединение подводящего кабеля с магистральной анодной линией заключено в кожух, залитый горячей битумной мастикой.
4.4.7. Мастика должна приготавливаться путем смешивания горячего (180 °С) обезвоженного битума с цементом любой марки в соотношении 1 : 3 по массе.
4.4.8. Кассеты для анодов или протекторов должны изготовляться из досок толщиной 50 мм, пропитанных креозотовым маслом или другим стойким в воде антисептиком. Конструкция кассеты приведена в приложении 7. Секций в кассете должно быть на два больше, чем число анодов в пакете. Свободные секции должны заполняться балластом для уменьшения плавучести кассеты.
4.4.9. Сборка анодных пакетов должна осуществляться в следующей последовательности:
уложить аноды в кассету;
соединить аноды друг с другом кабелем и присоединить к группе анодов подводящий кабель;
поставить кассету вертикально;
залить места соединения изолирующей мастикой.
4.4.10. Установку анодных пакетов на дно следует производить с помощью водолазов. Места установки пакетов должны быть предварительно обозначены буями.
4.4.11. Во избежание повреждения кабеля, он должен быть уложен на участке от сооружения до места установки анодов в донную траншею глубиной 0,6 - 0,8 м и защищен в месте его подъема по сооружению.
4.5. Монтаж протекторных установок
4.5.1. Монтажные работы при устройстве протекторной защиты включают:
укладку протекторов в кассеты и их закрепление (для протекторов, устанавливаемых на дно водоема);
присоединение к протектору токопровода;
установка или подвеска протекторов на место;
присоединение токопроводов к сооружению.
4.5.2. Токопровод (жила кабеля или канат) должен крепиться к сердечнику протектора с помощью зажимной оцинкованной муфты. Конструкция муфты зависит от способа установки протекторов, типа и сечения токопровода и определяется проектом защиты сооружения.
4.5.3. Крепление токопроводов к сооружению должно производиться с помощью болтовых зажимов или наконечников, привариваемых к элементам конструкции или общей шине.
4.5.4. Установка протекторов на место осуществляется аналогично установке анодов (п. 4.4.10).
4.6. Правила эксплуатации систем катодной защиты
4.6.1. В процессе эксплуатации системы катодной защиты должны производиться периодические осмотры элементов системы и проверки режима ее работы.
При осмотрах должны проверяться степень разрушения анодов, сохранность токопроводов, состояние электрических соединений. Режим работы системы катодной защиты устанавливается по результатам осмотра катодной станции и замеров потенциалов конструкций.
Периодичность осмотра и проверки режима работы системы катодной защиты устанавливается в соответствии с табл. 2, а форма журнала записи результатов контроля приведена в приложении 8.
Таблица 2
Периодичность осмотра электрических установок защиты и измерения потенциалов сооружений
|
Характер профилактических работ |
Катодные установки |
Протекторные установки |
|
Регулировка и выбор оптимального режима |
При пуске установки |
- |
|
Замер потенциалов сооружения |
1 раз в три месяца |
1 раз в три месяца |
|
Осмотр работающих установок с замером токов |
1 раз в месяц |
- |
|
Профилактический ремонт |
1 раз в три месяца |
- |
|
Смена анодов и протекторов |
При полном износе или при снижении защитного тока |
4.6.2. В начальный период эксплуатации система катодной защиты должна работать в режиме, способствующем интенсивному формированию катодного осадка. Плотность поляризующего тока в режиме осаждения СКО должна быть не менее 0,15 А/м2. Продолжительность формирования СКО 30 - 40 суток.
Увеличение защитного тока в этом случае (по сравнению с эксплуатационным периодом) достигается за счет мероприятий, упомянутых в п. 2.2.8.
4.6.3. Контроль за эффективностью действия катодной защиты должен осуществляться по величине потенциала защищаемой поверхности. При оптимальном режиме эксплуатации потенциал поверхности должен быть в пределах 0,55 - 0,65 В (по НВЭ).
4.6.4. При использовании автоматических катодных станций заданный потенциал сооружения поддерживается автоматически. При применении неавтоматических станций необходимо регулярно производить замер потенциала сооружения и корректировать работу системы вручную.
4.6.5. Замер потенциала сооружения следует производить в точках, расположенных через 20 - 25 метров по длине сооружения и в нескольких точках по вертикали. Замер производится высокоомным вольтметром относительно электрода сравнения - МСЭ (ТУ 204 РСФСР 380-71) или ХСЭ. Хлорсеребряные электроды сравнения выпускаются промышленностью по ТУ 5.3.94-13127-77.
Для производства электрических измерений следует использовать переносные вольтметры с входным сопротивлением не менее 20 кОм/В (например, БК7-13).
При замере потенциала клемма (-) прибора должна присоединяться к металлоконструкции, а клемма (+) - к электроду сравнения, погруженному в воду. При этом место присоединения вольтметра к конструкции должно быть очищено до металлического блеска.
4.6.6. Суммарная сила тока и напряжение катодной станции должны измеряться амперметром и вольтметром, установленными на станции. Сила тока, протекающего через отдельные аноды или пакеты анодов, должна измеряться, в случае необходимости, в месте подключения подводящей линии к магистральной переносным амперметром.
4.6.7. Последействие катодной защиты допускает периодическое отключение источника постоянного тока. При установившихся защитных потенциалах цикличность работы может составлять 15 - 30 дней при одинаковой продолжительности периодов «включено - отключено».
4.7. Правила эксплуатации систем протекторной защиты
4.7.1. В процессе эксплуатации системы протекторной защиты должны производиться периодические осмотры элементов системы и проверки режима ее работы. Периодичность осмотров указана в табл. 2.
4.7.2. Во время технических осмотров проверяется состояние протекторов, соединительных токопроводов и электрических контактов. Режим работы системы протекторной защиты должен контролироваться путем измерения защитного потенциала сооружения в различных точках. Метод измерения защитного потенциала сооружения такой же, как и при контроле режима работы катодных установок (п. 4.6.5).
4.7.3. На основании результатов измерений защитного потенциала сооружения следует отрегулировать работу системы путем изменения общего количества или замены израсходованных протекторов.
Изменение режима работы системы наступает спустя 10 суток после изменения ее параметров, поэтому все контрольные измерения следует производить не ранее этого срока.
ПРИЛОЖЕНИЕ 1
(справочное)
ТЕРМИНЫ И ИХ ОПРЕДЕЛЕНИЕ
1. Стационарный электродный потенциал металла (потенциал коррозии), Vст - разность потенциалов между металлоконструкцией и электродом сравнения, погруженным в непосредственной близости от конструкции в данную электропроводную среду, при отсутствии электрохимической защиты, В.
2. Минимальный защитный потенциал, - потенциал поляризованной металлической поверхности, обеспечивающий заданную степень защиты, В.
3. Максимальный защитный потенциал, - потенциал поляризованной металлической поверхности, превышение которого может вызвать разрушения структуры металла или лакокрасочного покрытия, защищающего металл, В.
